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色谱 2024年第7期42卷 623-631页

作者：江波高博魏淑娴梁振张丽华张玉奎中国科学院大连化学物理研究所医学蛋白质组全国重点实验室国家色谱研究中心中国科学院分离分析化学重点实验室辽宁大连116023 中国石油大学(华东)化学化工学院山东青岛266580

蛋白质磷酸化作为一种最普遍和最重要的翻译后修饰调控着几乎所有的生命过程。随着高效富集方法和生物质谱技术的快速发展,低丰度的蛋白质O-磷酸化修饰获得了规模化鉴定,从而使其生物学功能得到较为透彻的研究。而发生在组氨酸、赖氨酸... 详细信息

蛋白质磷酸化作为一种最普遍和最重要的翻译后修饰调控着几乎所有的生命过程。随着高效富集方法和生物质谱技术的快速发展,低丰度的蛋白质O-磷酸化修饰获得了规模化鉴定,从而使其生物学功能得到较为透彻的研究。而发生在组氨酸、赖氨酸和精氨酸侧链氨基的N-磷酸化修饰,由于P-N键化学稳定性差,导致其在酸和热条件下不稳定。而目前依赖酸性条件的O-磷酸化富集方法难以适用N-磷酸化富集,导致蛋白质N-磷酸化生物功能研究严重滞后。因此,迫切需要发展针对蛋白质N-磷酸化的高效富集方法。本文首先介绍了蛋白质N-磷酸化的结构特征和已报道的生物学功能,重点综述并分析了近20年来蛋白质N-磷酸化修饰富集方法,并对每一种富集方法的优缺点进行了评述,最后对潜在的富集方法进行了展望。

关键词：蛋白质N-磷酸化生物功能富集方法综述

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定量磷酸化蛋白质组解析17β-雌二醇致死效应的细胞调控过程

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色谱 2024年第4期42卷 333-344页

作者：李亚楠刘晓艳王䶮刘震叶明亮汪海林国科大杭州高等研究院环境学院浙江杭州310024 中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院分离分析化学重点实验室辽宁大连116023

17β-雌二醇(E2)是人体内一种重要的内分泌激素,在生理浓度下(0.2~1.0 nmol/L)对生殖系统、乳腺等靶器官的生长发育起着重要的调节作用。但很多研究表明,高剂量(μmol/L~mmol/L)的E2能够诱导肿瘤组织消退和细胞凋亡,其具体调控机制尚不... 详细信息

17β-雌二醇(E2)是人体内一种重要的内分泌激素,在生理浓度下(0.2~1.0 nmol/L)对生殖系统、乳腺等靶器官的生长发育起着重要的调节作用。但很多研究表明,高剂量(μmol/L~mmol/L)的E2能够诱导肿瘤组织消退和细胞凋亡,其具体调控机制尚不明确。本工作聚焦于高剂量(μmol/L)的E2致死效应,首先分析了μmol/L水平的E2对HeLa细胞表型的影响,发现在1~10μmol/L下E2以浓度依赖的形式抑制HeLa细胞增殖,并诱导HeLa细胞发生死亡,其中,用5μmol/L E2处理2天后可使约74%的HeLa细胞增殖受到抑制,并引起约50%的HeLa细胞死亡。在此基础上,为了探究高剂量E2诱导细胞死亡的内在调控过程,将基于固相萃取(SPE)的固定化钛离子亲和色谱技术(Ti^(4+)-IMAC)与基于数据非依赖采集模式(DIA)的蛋白质组定量技术结合,用于筛选HeLa细胞内参与高剂量(μmol/L)E2致死效应调控过程的磷酸化位点。最终,在5μmol/L E2和二甲基亚砜(DMSO)处理的HeLa细胞中共鉴定到超过10000个磷酸化位点;t检验分析发现,在E2处理后,有924个磷酸化位点(对应599个蛋白质)的丰度发生了显著变化(显著性水平(p)<0.01,|log 2(倍数变化)|≥1),推测其可能参与调控E2致死效应过程。此外,有453个磷酸化位点(对应325个蛋白质)仅单独发生在E2或DMSO处理后的HeLa细胞样品中,表明这些磷酸化位点在E2处理后发生了磷酸化或去磷酸化,也可能参与E2致死效应的调控过程。分别对以上两种方式筛选的E2调控的磷酸化蛋白质进行富集分析,发现这些磷酸化蛋白质主要参与细胞分裂、核糖体/核质转运、信使核糖核酸(mRNA)加工/剪接及转录等过程,表明高剂量的E2可能通过调控核糖体及mRNA加工等过程影响蛋白质转录,进而诱导细胞发生死亡。此外,我们发现表皮生长因子受体(EGFR)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族蛋白(包括MAPK1、MAPK4和MAPK14)上多个磷酸化位点的修饰水平在高剂量E2处理后发生了明显变化,表明EGFR和MAPK信号通路可能在雌激素诱导的细胞死亡中起着重要调控作用。本实验得到的磷酸化蛋白质组定量结果有助于进一步了解高剂量E2的内在调控过程,为后续解析高剂量E2的作用机制及疾病的治疗提供了参考。

关键词：液相色谱-串联质谱固定化钛离子亲和色谱数据非依赖采集磷酸化蛋白质组 17β-雌二醇雌激素致死效应

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辽东湾沉积物中有机磷酸酯的分布特征及生态风险评价

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海洋环境科学 2025年第2期44卷 224-235页

作者：刘善斌曲健刘星田洪旭高媛陈吉平大连市生态环境事务服务中心辽宁大连116023 中国科学院分离分析化学重点实验室中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 国家海洋环境监测中心辽宁大连116023

有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)具有成本低、增塑性佳以及阻燃性能良好等特点,常作为功能型添加剂被广泛应用于阻燃剂、消泡剂和增塑剂等不同行业产品中。OPEs可通过生产、使用或废弃物处置过程进入环境介质。海洋是污染物的... 详细信息

有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)具有成本低、增塑性佳以及阻燃性能良好等特点,常作为功能型添加剂被广泛应用于阻燃剂、消泡剂和增塑剂等不同行业产品中。OPEs可通过生产、使用或废弃物处置过程进入环境介质。海洋是污染物的汇,OPEs在海洋介质中的分布特征及生态风险需重点关注。本研究采用超高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪对辽东湾沉积物样品中的29种OPEs进行了定量分析,其中15种为新兴OPEs(eOPEs)。结果表明,辽东湾沉积物中OPEs的浓度范围为4.76~24.88 ng/g,eOPEs的浓度范围为0.020~2.605 ng/g,对OPEs总浓度贡献较低。应用沉积物样品中OPEs浓度并结合其毒理学阈值进行了初步风险评估。磷酸三(2-氯乙基)酯[tris(2-chloroethyl)phosphate,TCEP]对底栖生物的风险熵值(risk quotient,RQ)较高,最高为0.52,已经达到中等风险水平。磷酸三(2-氯丙基)酯[tris(1-chloro-2-propyl)phosphate,TCIPP]、磷酸三对甲苯酯(trip-cresyl phosphate,T4MPP)、磷酸三正丁酯(tri-n-butyl phosphate,TNBP)、磷酸三乙酯(triethyl phosphate,TEP)、磷酸三间甲苯酯(tri-m-cresyl phosphate,T3MPP)和磷酸甲苯二苯酯(cresyl diphenyl phosphate,CDPP)在全部或部分沉积物样品中也达到低风险水平。通过相关性分析和主成分分析,判断OPEs主要来源为附近工业排放、地面径流及大气沉降过程。

关键词：有机磷酸酯辽东湾沉积物分布特征风险评估

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膜蛋白质复合物提取方法研究进展

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分析测试学报 2022年第9期41卷 1387-1394页

作者：褚宏伟郑诗颖赵群赵宝锋梁振张丽华张玉奎中国科学院大连化学物理研究所中国科学院分离分析化学重点实验室国家色谱研究分析中心辽宁大连116023 大连理工大学张大煜学院辽宁大连116024 中国科学院大学北京100049

膜蛋白质通过与其他蛋白质相互作用形成膜蛋白质复合物(Membrane protein complexes,MPCs)形式来行使重要的生物学功能,譬如参与细胞-细胞交流、信号传导与分子识别等。MPCs的功能异常会导致多种疾病的发生和临床治疗耐药等问题。研究完... 详细信息

膜蛋白质通过与其他蛋白质相互作用形成膜蛋白质复合物(Membrane protein complexes,MPCs)形式来行使重要的生物学功能,譬如参与细胞-细胞交流、信号传导与分子识别等。MPCs的功能异常会导致多种疾病的发生和临床治疗耐药等问题。研究完整MPCs的组装对于绘制全景式蛋白质-蛋白质相互作用网络,进而揭示膜蛋白质机器的功能具有重要意义。然而,由于MPCs的过表达和纯化仍面临巨大挑战,如何从细胞中实现MPCs的高效提取尤为重要。因此,亟需发展既可确保MPCs提取效率,并能保持其结构稳定性的提取方法。该文对现有MPCs提取方法及其应用进展进行了综述,并对其发展前景加以展望,以期为MPCs的功能解析提供技术支撑。

关键词：膜蛋白质复合物蛋白质-蛋白质相互作用高效提取结构稳定

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基于离子液体的蛋白质组样品制备新方法研究进展

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中国科学：化学 2021年第10期51卷 1373-1381页

作者：郑诗颖褚宏伟赵群赵宝锋张丽华张玉奎中国科学院大连化学物理研究所中国科学院分离分析化学重点实验室国家色谱研究分析中心大连116023 中国科学院大学北京100049 大连理工大学张大煜学院大连116024

蛋白质组的深度覆盖分析可以全景式地呈现蛋白质的动态变化,对于揭示疾病的发生发展机制以及发现新的药物靶点具有重要意义.样品制备是蛋白质组分析的重要环节,其中蛋白质提取至关重要,影响着蛋白质组定性定量的覆盖度.然而,现有提取试... 详细信息

蛋白质组的深度覆盖分析可以全景式地呈现蛋白质的动态变化,对于揭示疾病的发生发展机制以及发现新的药物靶点具有重要意义.样品制备是蛋白质组分析的重要环节,其中蛋白质提取至关重要,影响着蛋白质组定性定量的覆盖度.然而,现有提取试剂对疏水性蛋白质溶解能力不够,造成其在样品制备过程中损失严重.因此亟需发展对蛋白质,尤其是疏水性蛋白质,具有强溶解能力的提取试剂,并同时需要确保和后续酶解以及液质联用分析的兼容性.近年来,离子液体(ionic liquids, ILs)由于具有强溶解能力,已逐渐被应用于单一蛋白质的溶解、提取、分离等,并开始在复杂的蛋白质组样品制备中展露锋芒.本文系统总结了ILs辅助的样品制备方法在膜蛋白质组、全蛋白质组和蛋白质翻译后修饰分析方面的研究进展,探索了ILs与蛋白质的相互作用机理,并对其在蛋白质组分析中的应用前景进行了展望.

关键词：蛋白质组离子液体膜蛋白质组翻译后修饰生物医学

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植物来源的天然产物在黏膜免疫佐剂中的研究进展

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辽宁科技学院学报 2025年第1期27卷 39-43页

作者：富铎孙丹潘慧潘宁宁廉莲安长伟辽宁科技学院生物医药与化学工程学院辽宁本溪117004 中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心中国科学院分离分析化学重点实验室医学蛋白质组全国重点实验室辽宁大连116023

随着黏膜免疫反应研究的不断深入,人们逐渐意识到黏膜疫苗的研发往往需要安全高效的黏膜免疫佐剂增强抗原的免疫原性。其中基于植物来源的天然产物佐剂,如一些植物多糖、糖苷和黄酮等,在引发黏膜免疫反应中显示出良好的佐剂功效,已经受... 详细信息

随着黏膜免疫反应研究的不断深入,人们逐渐意识到黏膜疫苗的研发往往需要安全高效的黏膜免疫佐剂增强抗原的免疫原性。其中基于植物来源的天然产物佐剂,如一些植物多糖、糖苷和黄酮等,在引发黏膜免疫反应中显示出良好的佐剂功效,已经受到学术界的广泛关注。然而,植物多糖、糖苷和黄酮作为黏膜免疫佐剂的安全性、稳定性和有效性需要大量的研究证实。基于此,总结天然植物成分作为黏膜免疫佐剂的研究现状,揭示其诱导黏膜免疫应答的特征和机制,探讨天然植物成分作为黏膜免疫佐剂所面临的挑战具有十分重要的意义。

关键词：天然产物黏膜免疫黏膜免疫佐剂植物多糖植物皂苷

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基于电子转移/高能碰撞解离质谱碎裂的O-GlcNAc糖基化位点定量分析方法在高脂喂养小鼠肝脏糖蛋白质组分析中的应用

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分析化学 2021年第12期49卷 2106-2116页

作者：邵文亚梁玉刘键熙刘洪涛王钊伟随志刚赵宝锋张晓丹梁振张丽华张玉奎福建医科大学公共卫生学院预防医学系中国科学院大连化学物理研究所中国科学院分离分析化学重点实验室国家色谱研究分析中心福建师范大学环境科学与工程学院中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室中国科学院计算技术研究所

O-连接N-乙酰葡糖胺翻译后修饰(O-GlcNAc)是发生在蛋白质丝氨酸或者苏氨酸位点上的单糖修饰,由于其具有化学计量数少、在质谱鉴定中离子化效率低以及无特定的氨基酸序列等特点,使O-GlcNAc翻译后修饰位点的定性和定量分析难度较大。本研... 详细信息

O-连接N-乙酰葡糖胺翻译后修饰(O-GlcNAc)是发生在蛋白质丝氨酸或者苏氨酸位点上的单糖修饰,由于其具有化学计量数少、在质谱鉴定中离子化效率低以及无特定的氨基酸序列等特点,使O-GlcNAc翻译后修饰位点的定性和定量分析难度较大。本研究结合基于凝集素弱亲和色谱的O-GlcNAc修饰糖肽富集方法、本研究组发展的准等重六重标记定量方法和电子转移/高能碰撞解离(EThcD)模式的高分辨质谱技术,发展了一种O-GlcNAc修饰位点的高通量定量分析方法,对高脂喂养小鼠肝脏中蛋白质O-GlcNAc修饰位点进行规模化定量分析。共定量分析了783个O-GlcNAc位点,其中122个位点的表达量存在明显差异,对应于85个O-GlcNAc蛋白,并初步探讨了脂代谢过程中O-GlcNAc修饰的作用。本研究有望为肥胖和胆固醇酯沉积等营养代谢相关疾病提供新的治疗思路。

关键词： O-连接N-乙酰葡糖胺修饰定量蛋白质组学电子转移/高能碰撞解离

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毛细管电泳-质谱联用技术及其在蛋白质组学中的应用

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色谱 2020年第10期38卷 1117-1124页

作者：梁玉张丽华张玉奎中国科学院大连化学物理研究所中国科学院分离分析化学重点实验室国家色谱研究分析中心辽宁大连116023

蛋白质组学研究在生物学、精准医学等方面发挥着重要的作用。然而研究面临的巨大挑战来自生物样品的复杂性,因此在质谱(MS)鉴定技术不断革新的同时,发展分离技术以降低样品复杂度尤为重要。毛细管电泳(CE)技术具有上样体积小、分离效率... 详细信息

蛋白质组学研究在生物学、精准医学等方面发挥着重要的作用。然而研究面临的巨大挑战来自生物样品的复杂性,因此在质谱(MS)鉴定技术不断革新的同时,发展分离技术以降低样品复杂度尤为重要。毛细管电泳(CE)技术具有上样体积小、分离效率高、分离速度快等优势,其与质谱的联用在蛋白质组学研究中越来越受到关注。低流速鞘流液和无鞘流液接口的发展及商品化推动了CE-MS技术的发展。目前毛细管区带电泳(CZE)、毛细管等电聚焦(CIEF)、毛细管电色谱(CEC)等分离模式已与质谱联用,其中CZE-MS应用最广泛。目前被广泛采用的蛋白质组学研究策略主要是基于酶解肽段分离鉴定的“自下而上(bottom-up)”策略。首先,CE-MS技术对酶解肽段的检测灵敏度高达1 zmol,已成功应用于单细胞蛋白质组学;其次,毛细管电泳技术与反相液相色谱互补,为疏水性质相近的肽段(尤其是翻译后修饰肽段)的分离鉴定提供了新的途径。基于整体蛋白质分离鉴定的自上而下“top-down”策略可以直接获得更精准、更完整的蛋白质信息。CE技术在蛋白质大分子的分离方面具有分离效率高、回收率高的优势,其与质谱的联用提高了整体蛋白质的鉴定灵敏度和覆盖度。非变性质谱(native MS)是一种在近生理条件下从完整蛋白质复合物水平上进行分析的质谱技术。CE与非变性质谱联用已被尝试用于蛋白质复合体的分离鉴定。该文引用了与CE-MS和蛋白质组学应用相关的93篇文献,综述了以上介绍的CE-MS的研究进展以及在蛋白质组学分析中的应用优势,并总结和展望了其应用前景。

关键词：毛细管电泳质谱蛋白质组学综述

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羰基化蛋白质组学分析进展

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分析测试学报 2020年第1期39卷 82-88页

作者：周家华秦洪强叶明亮中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研发中心中国科学院分析化学分离科学重点实验室辽宁大连116023 中国科学院大学北京100049

蛋白质羰基化作为一种不可逆的翻译后修饰,与诸多疾病和衰老密切相关。有关蛋白质羰基化的各项研究受制于其低丰度、低电离效率及化学相对不稳定性而发展较慢。基于质谱的蛋白质组学分析技术的进步,使蛋白质羰基化的规模化研究成为可能... 详细信息

蛋白质羰基化作为一种不可逆的翻译后修饰,与诸多疾病和衰老密切相关。有关蛋白质羰基化的各项研究受制于其低丰度、低电离效率及化学相对不稳定性而发展较慢。基于质谱的蛋白质组学分析技术的进步,使蛋白质羰基化的规模化研究成为可能,进而为蛋白质羰基化的相关调控通路研究提供了数据支撑。该综述介绍了蛋白质羰基化的概念、途径、检测方式,并重点介绍了蛋白组学技术应用于蛋白质羰基化分析的进展。

关键词：氧化应激蛋白质羰基化蛋白质组学

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冠心Ⅱ号精制/纯化方对垂体后叶素致急性心肌缺血模型大鼠的保护作用

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中国药理学通报 2021年第10期37卷 1450-1457页

作者：刘剑刚熊双丰加涛董国菊史大卓梁鑫淼中国中医科学院西苑医院心血管病中心国家中医心血管病临床医学研究中心中国中医科学院心血管病研究所北京100091 中国科学院大连化学物理研究所分离分析化学重点实验室辽宁大连116023

目的对经典名方进行二次开发,比较观察冠心Ⅱ号精制方/纯化方对垂体后叶素(pit)致实验性急性心肌缺血模型大鼠的药理效应和作用机制。方法现代工艺提取冠心Ⅱ号方及高效液相色谱仪绘制指纹色谱图。SPF级,Wistar大鼠,♀♂各半,随机分为5... 详细信息

目的对经典名方进行二次开发,比较观察冠心Ⅱ号精制方/纯化方对垂体后叶素(pit)致实验性急性心肌缺血模型大鼠的药理效应和作用机制。方法现代工艺提取冠心Ⅱ号方及高效液相色谱仪绘制指纹色谱图。SPF级,Wistar大鼠,♀♂各半,随机分为5组,即模型组(等体积纯净水)组;阳性药组(尼可地尔片,2.7 mg·kg^(-1))、复方川丹颗粒组(3.19 g·kg^(-1))、冠心Ⅱ号精制方组(1.39 g·kg^(-1))、冠心Ⅱ号纯化方组(0.27 g·kg^(-1)),3组中药提取物均相当于生药4.60 g·kg^(-1),灌胃给药7 d,舌下静脉丛注射pit造模。另设生理盐水组(等体积纯净水),注射等体积生理盐水。免疫竞争法检测肌酸激酶同工酶(CK-MB),ELISA法检测心肌肌钙蛋白T(cTnT)、内皮素-1(ET-1)、一氧化氮(NO)含量;采用分光光度仪-比色法测定超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)、总抗氧化物(T-AOC)水平;采用比色法检测Na^(+),K^(+)-ATP,Ca^(2+),Mg^(2+)-ATP酶活性。结果与模型组比较,10 min时的尼可地尔组、冠心Ⅱ号纯化组具有明显抑制心电图J点偏移和升高的作用(P<0.05);尼可地尔组、川丹颗粒组、冠心Ⅱ精制组和冠心Ⅱ纯化组明显抑制cTnT、ET含量的升高(P<0.05,P<0.05),减少CK-MB的漏出;明显提高NO、CAT和SOD的含量(P<0.05,P<0.05);同时升高Ca^(2+),Mg^(2+)-ATP的活性(P<0.05,P<0.05)。结论冠心Ⅱ精制方和冠心Ⅱ纯化方对pit所致的心肌缺血具有保护作用,其机制涉及抗氧化应激、抑制钙超载、平衡血管稳态等方面。

关键词：冠心Ⅱ号冠心颗粒垂体后叶素心肌缺血氧化应激钙超载心肌损伤二次开发

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